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双轴电缆正在取代服务器和交换机应用内部的PCB方案
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双轴电缆正在取代服务器和交换机应用内部的PCB方案

2022-11-04 17:42:46 来源:《国际线缆与连接》投稿人 李亦平编译 作者:Sam Cremin

【哔哥哔特导读】数据通信设备中,双轴电缆发挥的功效。

为了降低热量和提高速度,双轴电缆组件正在取代下一代数据通信设备中的pcb组件。

连接器

数据传输通过面板的QSFP连接器方案将内部ASIC连接起来,实现数据高速传输。I/O端口的数量和容量都在增加。I/O面板上的收发器和系统核心上的ASIC的容量也是如此。

随着信号速度的增加,热量和散热最简单的方法是减少阻抗。系统工程师已经转向双轴电缆来消除可以在多层PCB上积聚的热量。

从PCB到双轴的转变早在几年前就开始形成,这是由电特征的双轴电缆组件发展驱动,其性能可以超过一流的多层PCB。

除了消除多层多层PCB中可能积累的热量外,双轴电缆还具有许多优点,包括:

简化的端口:不需要围绕通道进行路由。

降低了前端成本:双轴解决方案既减少了所需的PCB层数,也消除了对重定时器芯片的需要。

模块化改进:通过独立的媒介传输信号,匹配不同的端口和成本。

这些应用的双轴解决方案被描述为组件,完整的组件定义了它们的性能。

品牌厂商及其电气特征的双轴解决方案:

 

线缆组件方案

双轴线缆

Amphenol

QSFP OverPass™

SkewClear EXD

Molex

BiPass

TwinMax

I-PEX

Leapwire

N/A

Samtec

Flyover®

Eye Speed®

虽然线束面板/收发器侧的连接器接口在最新的QSFP-DD规范中有明确定义,但系统核心ASIC侧的接头接口是非标准的,并在继续发展。

Samtec成为该领域的早期领导者。Samtec为最接近ASIC的接口为早期采用者提供了一系列解决方案。

Molex在QSFP-DD委员会中占有非常重要的地位,在电缆背板连接器领域也非常强大,它提供了多种以客户为中心的解决方案。

连接器

Molex为高速电缆组件提供了广泛的集成产品解决方案。

Amphenol 和I-PEX通过电缆到ASIC接口的小型化解决方案进入了竞争市场,这解决了电子元件与ASIC组件在单一基板上共同封装的最新方案。

Amphenol最近推出了其Densi-link立交桥组件,允许来自多个QSFP端口的电缆在ASIC芯片附近连接在一起。

连接器

I-PEX的 Leapwire 连接器 (左) 和Amphenol的Densi-link 连接器 (右)。

这个接口的技术发展还远未结束。I-PEX提供了一个尺寸很小的高性能解决方案,可以定位在ASIC散热器下。在2022年初,松下推出了Megatron 8,它的性能远远比Megatron 6好,长期以来被认为是性能最好的PCB产品。但该行业重新转向PCB材料的可能性很小。

该行业正在努力开发延伸到ASIC的光学电缆桥架。工业标准的共封装光链路和芯片组的发展似乎是不可避免。然而,对于这种接口,仍然需要强大的电气替代品。很高比例的机架内或短线路连接都是全电气连接,并使用类似于Molex公司的直接连接电缆组件。

用双轴电缆替换PCB材料不会隔离在数据中心通信密集部分的QSFP(收发器)到ASIC板链路上。它也发生在超规模云计算服务器群核心的数据处理密集型区域。

为了提高模块化和设计灵活性,用于连接传统机架中PCB的背板正在被高性能电缆和更小模块连接器(由于它们的高引脚计数和电气性能,仍然被称为背板连接器)所取代。

最有可能的是,光纤链路将继续深入到数据中心。多年来,最高端的数据处理系统一直使用复杂的光纤“背板”,重新配置机架到机架的连接。很容易想象,像摩尔分子托盘系统这样的概念如何在更小规模上重新用于盒内光纤柔性平面系统。时间会告诉我们这整个趋势是如何发展的,但每一次进步都会让我们向更快、更强大、更高效的系统设计更近一步。

 

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